Giáo trình Sức bền vật liệu _ Chương 3 Trạng thái ứng suất pptx

Khái niệm về trạng thái ứng suất tại một điểm 3.2.. Khái niệm về trạng thái ứng suất... Khái niệm về trạng thái ứng suấttại một điểm 5 d Qui ước gọi tên các ứng suất chính: ™ Tại 1 điểm

SỨC BỀN VẬT LIỆU

Trần Minh Tú Đại học xây dựng

Chương 3

TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT

Chương 3 Trạng thái ứng suất

3.1 Khái niệm về trạng thái ứng suất tại một điểm 3.2 Trạng thái ứng suất phẳng

3.3 Vòng tròn Mohr ứng suất

3.4 Trạng thái ứng suất phẳng đặc biệt

3.5 Trạng thái ứng suất khối

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng

Định luật Hooke

3.6 Điều kiện bền cho phân tố ở TTƯS phức tạp – Các thuyết bền

3.1 Khái niệm về trạng thái ứng suất

K

x

y z

n

σ τ

3.1 Khái niệm về trạng thái ứng suất

3.1 Khái niệm về trạng thái ứng suất

3.1 Khái niệm về trạng thái ứng suất

3.1 Khái niệm về trạng thái ứng suất

tại một điểm (5)

d) Qui ước gọi tên các ứng suất chính:

™ Tại 1 điểm luôn tồn tại ba mặt chính vuông góc với nhau với ba ứng suất chính tương ứng ký hiệu là

™ Theo qui ước:

e) Phân loại TTƯS

3.1 Khái niệm về trạng thái ứng suất

3.2 TTƯS phẳng (2)

™ Qui ước dấu

ƒ Ứng suất pháp dương khi có chiều đi ra khỏi phân tố

ƒ Ứng suất tiếp có chiều dương khi đi vòng quanh

phân tố theo chiều kim đồng hồ

a) Định luật đối ứng của ứng suất tiếp

Ứng suất tiếp trên hai mặt bất kỳ vuông góc với nhau

có trị số bằng nhau, có chiều cùng đi vào cạnh chung hoặc cùng đi ra khỏi cạnh chung

3.2 TTƯS phẳng (3)

b) Ứng suất trên mặt nghiêng (//z)

với phương ngang x góc α ( α > 0:

từ x quay đến u theo chiều ngược

d

0 => tg2 d

=-τ

α = σ − σ

xy 0

3.2 TTƯS phẳng (7)

d) Ứng suất tiếp cực trị : mặt có ứng suất tiếp

cực trị hợp với mặt chính góc 45 0

e) Bất biến của TTƯS phẳng : tổng các ứng suất

pháp trên hai mặt bất kỳ vuông góc với nhau tại một điểm có giá trị không đổi

Q S M

τ

τ

τ τ

M W

τ = = τ

τ σ

τ

σmin σmax

ƒ TTƯS trượt thuần túy:

trên các mặt của phân

tố chỉ có ứng suất tiếp

„ Các điểm nằm trên chu vi đường tròn C1(σ1, σ2), tương ứng với các thành phần ứng suất trên trên mặt // với phương chính còn lại σ3

3.5 TTƯS khối (2)

σ1

x y

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng (1)

1 Trạng thái ứng suất đơn

E

x x

τx y

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng (2)

z y

x x

E

E E

E

σ σ

μ σ

σ μ

σ μ

σ ε

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng (3)

a Quan hệ ứng suất pháp – biến dạng dài

b Quan hệ ứng suất tiếp – biến dạng góc

với E, μ, G là mô đun đàn hồi kéo (nén), hệ số

Poisson, mô đun đàn hồi trượt, liên hệ với nhau

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng (3)

G

τ

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng (4)

c Quan hệ ứng suất pháp – biến dạng thể tích

1a a a

V =

) (

a ) (

a ) (

a

V1 = 1 1 + ε1 2 1 + ε 2 3 1 + ε 3

3 2

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng (5)

3 Th ế năng biến dạng đàn hồi

2 1

1

2

1 2

1 2

2 2

σ σ

σ μ σ

σ

=

E

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng (6)

Thay đổi hình dạng - uhd

3.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng (7)

TNBDĐH riêng u TNBĐ hình d ạng u hd

TNBĐ th ể tích u tt

3.7 Các thuyết bền (1)

A Khái niệm về các thuyết bền

- TTƯS đơn (kéo – nén đúng tâm):

điều kiện bền:

P M

- TTƯS trượt thuần túy:

- Giá trị các ứng suất cho phép xác

định theo ứng suất nguy hiểm => từ

thực nghiệm

TTƯS phức tạp: cần phải thực nghiệm để xác định những ứng suất nguy hiểm cho TTƯS tương ứng => không thực hiện được

???

3.7 Các thuyết bền (2)

™ Lý do:

ƒ Số lượng thí nghiệm lớn (để đáp ứng được các tỉ lệ giữa các ứng suất chính có thể xảy ra trong thực tế)

ƒ Kỹ thuật thí nghiệm chưa thực hiện được

ƒ Không tiến hành thực nghiệm được => Không biết nguyên nhân gây ra sự phá hoại vật liệu => Giả thiết

ƒ Thuyết bền: Các giả thiết về nguyên nhân gây ra sự phá hoại vật liệu

ƒ Các nguyên nhân có thể: ứng suất, biến dạng, thế năng biến dạng đàn hồi,…

3.7 Các thuyết bền (5)

tiếp lớn nhất (Tresca-Saint Venant)

• Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do ứng suất tiếp lớn nhất của phân tố ở TTƯS phức tạp đạt tới ứng suất tiếp nguy hiểm của phân tố ở TTƯS đơn

• Điều kiện bền:

• Phù hợp với vật liệu dẻo Sử dụng trong ngành

kỹ thuật xây dựng và cơ khí chế tạo.

3.7 Các thuyết bền (7)

e Thuyết bền 5 - Thuyết bền Mohr

• Dựa vào kết quả thí nghiệm => Vẽ vòng tròn ứng suất giới hạn => Vẽ đường bao => Xác định miền an toàn của vật liệu

• Điều kiện bền:

• Chỉ phù hợp vật liệu giòn

阿托•莫尔(O.Mohr),1835～1918

[ ] [ ] [ ]

4 C âu hỏi ???

tpnt2002@yahoo.com